Ứng dụng của khí amoniac (NH3) trong công nghiệp

Amoniac là một hợp chất vô cơ được sử dụng rộng rãi trong đời sống và ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và xử lý chất thải. Do có khả năng trung hòa hóa chất và kim loại nặng nên Amoniac thường được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất. Hãy cùng tìm hiểu về Amoniac và một số ứng dụng cơ bản của Amoniac trong bài viết này nhé!

1. Amoniac là gì và đặc tính cơ bản

1.1. Amoniac là gì?

Amoniac là một hợp chất vô cơ được tạo thành từ 3 nguyên tử nitơ và 1 nguyên tử hydro tạo thành liên kết yếu. Amoniac thường tồn tại ở dạng khí, không màu, có mùi khó chịu. Nồng độ amoniac lớn có thể gây chết người.

Cấu trúc của khí Amoniac

1.2. Amoniac ở đâu?

– Trong tự nhiên, amoniac được tạo ra từ quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và thực vật và tồn tại với lượng tương đối nhỏ trong khí quyển.

– Amoniac và một số muối amoni trong nước biển.

– Muối amoni clorua và muối amoni sunfat được hình thành từ các vụ phun trào núi lửa.

– Tinh thể amoni bicarbonate có mặt ở một số vùng khoáng sản có chứa soda.

Khí amoniac được tạo ra từ hoạt động núi lửa

– Hoạt động bài tiết hàng ngày của động vật và con người qua nước tiểu cũng sản sinh ra amoniac do cơ quan thận sản sinh ra một lượng nhỏ khí amoniac.

– Ngoài ra, amoniac còn được tạo ra từ các nhà máy sản xuất phân urê hoặc amoniac lỏng từ phản ứng hóa lỏng khí Nitơ và khí Hydro ở nhiệt độ 400 – 450 o C và áp suất 200 – 300 atm.

1.3. Tính chất đặc trưng cơ bản của amoniac

Một số tính chất vật lý của khí amoniac

– Khí amoniac trong điều kiện tiêu chuẩn là chất độc, có mùi nồng, tan nhiều trong nước.

– Amoniac có độ phân cực cao do liên kết cộng hóa trị không ổn định. Khí amoniac dễ dàng hóa lỏng

– Amoniac là dung môi có khả năng trung hòa các hóa chất có tính kiềm và kim loại như Ca, Sr, Ba

– Amoniac dễ bị phân hủy trong điều kiện môi trường bình thường

ĐỌC NGAY >> Khi bị ngộ độc khí amoniac, đừng bỏ qua những cách sơ cứu này

Một số tính chất hóa học của khí amoniac

– Amoniac có tính khử

– Không ổn định bởi nhiệt, có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao bởi các phản ứng hóa học:

2NH3 N2 + 3H2

– Khí amoniac phản ứng với các ion kim loại chuyển tiếp pha tạp các ion phức: 2NH3 + Ag+ → [Ag(NH3)2]+

– Nguyên tử hydro trong amoniac có thể thay thế bằng nguyên tử kim loại kiềm hoặc nhôm:

2NH3 + 2Na → 2NaNH2 + H2 (350 °C)

2NH3 + 2Al → 2AlN + 3H2 (800- 900 °C)

– Amoniac tác dụng với muối: 3NH3 + AlCl3 +3H2O → Al(OH)3 + 3NH4Cl

– Tính bazơ yếu

– Độ hòa tan trong nước

– Tác dụng với axit tạo thành muối amoni

– Dung dịch amoniac có khả năng kết tủa nhiều hydroxit kim loại khi sử dụng

2. Điều chế amoniac

2.1. Chuẩn bị amoniac trong phòng thí nghiệm

2NH4Cl + Ca(OH)2 → NH3 + CaCl2 + H2O

Sơ đồ thu giữ khí amoniac

2.4. Điều chế NH3 trong công nghiệp

Thành phần của amoniac bao gồm azot và hydro liên kết với nhau. Azot thu được từ không khí và hydro từ nước. Sau khi được sấy khô, nung nóng và nén ở nhiệt độ 530 o C (azot, hydro), hỗn hợp được đưa qua các liên kết muối khác nhau và hình thành amoniac.

Vì amoniac nặng gần bằng một nửa không khí nên người ta phải nén và làm nguội nó để biến nó thành chất lỏng như nước nhưng có nhiệt độ sôi là -340 o C. Sau khi bị nén, amoniac bay hơi, hấp thụ nhiều nhiệt. Vì vậy, người ta sử dụng amoniac trong tủ lạnh.

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều công nghệ sản xuất amoniac được sử dụng, phổ biến nhất là 5 công nghệ sau:

– Công nghệ Haldor Topsoe

– Công nghệ MW Kellogg

– Công nghệ Krupp Uhde

– Công nghệ ICI

– Công nghệ Brown & Root.

Công nghệ Haldor Topsoe được lựa chọn nhiều nhất, chiếm 50% thị trường thế giới. Các nhà máy sản xuất phân đạm ở Việt Nam đều áp dụng công nghệ này.

Điều chế amoniac trong công nghiệp

– Nguyên liệu đầu vào là khí tự nhiên (chủ yếu là metan), khí dầu mỏ hóa lỏng chứa propan và butan hoặc naphtha, than sẽ được chuyển hóa thành khí tổng hợp chứa hydro và carbon monoxide.

CH4 + H2O CO + 3H2 (xúc tác Ni, nhiệt độ cao)

– Sau khi chuyển carbon monoxide thành carbon dioxide, khí này bị loại bỏ và chỉ thu được hydro.

– Nitơ được lấy từ không khí sau khi trải qua quá trình khí hóa các vật liệu chứa carbon và loại bỏ toàn bộ oxy.

– Amoniac được tổng hợp theo quy trình Haber – Bosch theo phản ứng

N2 + 3H2 2NH3 (ΔH = –92 kJ/mol)

3. Ứng dụng Amoniac

3.1. Trong cuộc sống hàng ngày

Trong đời sống hàng ngày, Amoniac được sử dụng trong sản xuất các chất tẩy rửa thông dụng như bột giặt, nước tẩy bồn cầu và sử dụng trong các hệ thống xử lý rác thải bẩn.

Amoniac được sử dụng làm nguyên liệu thô trong các hệ thống xử lý amoniac dùng để làm sạch bùn thải, nước thải công nghiệp, làm sạch các thiết bị bán dẫn và linh kiện điện tử. Hệ thống này có hiệu suất cao và khả năng hòa tan chất bẩn tối ưu, hỗ trợ xử lý nước thải và kiểm soát độ pH của nước.

Bể hệ thống xử lý amoniac áp dụng cho nước thải bẩn

Amoniac được sử dụng như chất tẩy rửa gia dụng thông thường đối với các vết bẩn có tính axit, giúp trung hòa và làm sạch bề mặt bẩn nhanh chóng. Amoniac có thể được sử dụng để rửa, làm sạch hoặc khử mùi nhà vệ sinh. Trong quá trình sử dụng, hãy cẩn thận không kết hợp amoniac với clo hoặc chất tẩy rửa mạnh.

TIẾT LỘ >> Cách làm sạch trang sức bằng amoniac

3.2. Trong công nghiệp

– Amoniac được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đa dạng như chế biến dầu mỏ, khai khoáng, dệt may, nhuộm và xử lý môi trường.

– Amoniac có tính trung tính cao giúp loại bỏ tạp chất trong dầu thô đảm bảo chất lượng dầu và bảo vệ thiết bị lọc khỏi bị ăn mòn.

– Amoniac được sử dụng trong công nghiệp khai thác kim loại như đồng, niken hoặc molypden từ quặng thô.

– Dung dịch NH3 có nồng độ thấp hơn 25% thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm để nghiên cứu sinh hóa.

Amoniac có tiềm năng sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thông thường

– Amoniac lỏng là vật liệu phổ biến trong ngành xử lý môi trường nhằm loại bỏ SOx hoặc NOx có trong khí thải đốt hóa thạch.

– Dùng trong công nghiệp dệt may để sản xuất sợi tổng hợp là nguyên liệu cho quá trình nhuộm và làm sạch các chất liệu may mặc như cotton, len.

– Sử dụng Amoniac trong công nghệ thực phẩm và đồ uống nhằm tạo môi trường thích hợp cho sự tồn tại của nấm men và vi sinh vật có lợi cho sức khỏe con người.

Ứng dụng amoniac trong công nghệ sản xuất nước giải khát

– Amoniac là nguyên liệu cần thiết cho quá trình sản xuất dược phẩm.

Hy vọng những thông tin cơ bản trong bài viết về Amoniac và Ứng dụng cơ bản của Amoniac sẽ giúp bạn có cái nhìn chính xác hơn về tầm quan trọng của Amoniac trong cuộc sống và sinh hoạt hàng ngày. Hãy truy cập ngay website labvietchem.com.vn để đọc thêm các bài viết.

Các tìm kiếm liên quan: Amoniac là gì, ứng dụng của muối amoni, amoniac dùng để sản xuất axit nitric